Vorgaben für die Abiturprüfung 2018

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1 Vorgaben für die Abiturprüfung 2018 in den Bildungsgängen des Beruflichen Gymnasiums Anlagen D 1 D 28 Profil bildendes Leistungskursfach Technische Informatik Fachbereich Informatik Nur für den Dienstgebrauch!

2 1 Gültigkeitsbereich Die Vorgaben für die Abiturprüfung im Fach Technische Informatik gelten für folgenden Bildungsgang: Informationstechnische Assistentin/AHR Informationstechnischer Assistent/AHR Der Bildungsgang ist dem Fachbereich Informatik zugeordnet. APO-BK, Anlage D 3a 2 Vorgaben für die schriftliche Abiturprüfung Grundlage für die Vorgaben der zentral gestellten schriftlichen Aufgaben der Abiturprüfung der (mindestens) dreijährigen AHR-Bildungsgänge des Beruflichen Gymnasiums (APO-BK, Anlagen D 1 D 28) sind die verbindlichen Vorgaben der Bildungspläne zur Erprobung (RdErl. d. Ministeriums für v ): Teil I: Teil II: Teil III: Pädagogische Leitideen, Didaktische Organisation der Bildungsgänge im Fachbereich Informatik, Fachlehrplan Technische Informatik, Durch die Vorgaben für die schriftliche Abiturprüfung werden inhaltliche Schwerpunkte festgelegt. Diese inhaltlichen Schwerpunkte sind Konkretisierungen der in dem Fachlehrplan beschriebenen Fachinhalte, deren Behandlung im Unterricht als Vorbereitung auf die schriftliche Abiturprüfung vorausgesetzt wird. Durch diese Schwerpunktsetzungen soll sichergestellt werden, dass alle Schülerinnen und Schüler, die im Jahr 2018 das Abitur in den o. a. Bildungsgängen des Beruflichen Gymnasiums ablegen, über die Voraussetzungen zur Bearbeitung der zentral gestellten Aufgaben verfügen. Die folgenden fachspezifischen Schwerpunktsetzungen gelten für das Jahr Sie stellen keine dauerhaften Festlegungen dar. Nur für den Dienstgebrauch! Seite 2 von 8

3 3 Verbindliche Unterrichtsinhalte im Fach Technische Informatik im Fachbereich Informatik für das Abitur Inhaltliche Schwerpunkte Mikrocontrollertechnik Als Entwicklungsumgebung kommen verschiedene Systeme in Betracht. Maßgeblich für die Auswahl ist die Verfügbarkeit von frei programmierbaren I/O-Pins. Die Aufgabenstellungen der zentralen Prüfung sind nicht auf ein bestimmtes Entwicklungssystems zugeschnitten und werden auf Minimalhardware bezogen lösbar sein. Die Anforderungen an die Schülerinnen und Schüler liegen in der Anbindung intelligenter Peripherie durch ein festgelegtes Protokoll (z.b. I2C/TWI). Für die Lösung der Aufgaben können Datenblätter des jeweiligen Unterrichtssystems genutzt werden, die von der Schule bereitgestellt werden (siehe: Zugelassene Hilfsmittel des Prüfungsvorschlags). Während der Prüfung ist keine praktische Arbeit am Entwicklungssystem vorgesehen. Als Aufgabenablauf ist vorgesehen: Vorstellung der Zusatzfunktion. Beschreibung und Analyse der Zusatzhardware durch Datenblätter. Die Umsetzung der Planung bzw. die Konzepterstellung kann die Interpretation von Datenblättern, ggf. auch in englischer Sprache, erfordern. Festlegung der hardwaremäßigen Ankopplung (maximal 8 I/O-Portpins) an das beliebige, schulspezifische Grundsystem. Programmierung des Datentransfers. Modulare Programme sind in der Programmiersprache C zu erstellen, Assemblerkenntnisse sind nicht vorgesehen. Die Programmierung und Verwendung eigener Bibliotheken wird vorausgesetzt. Die Verwendung von Pointern ist möglich aber nicht zwingend. Die Behandlung von Interrupts verschiedener Quellen des Unterrichtssystems, insbesondere bei Timern, ist erforderlich. Die Erzeugung und Auswertung digitaler, serieller Signaltelegramme erfolgt systemspezifisch bzw. über Portpins. Die serielle Kommunikation kann aus den Bereichen der Eindraht-, Zweidraht- und Mehrdrahtkommunikation resultieren. Eindrahtkommunikation: Datenstrom mit impliziter Taktung (z.b. DCF77, o. ä.) Eindrahtbus (z. B. DS1820, o. ä.) Nur für den Dienstgebrauch! Seite 3 von 8

4 Zweidrahtkommunikation: Datenbitstrom ist taktbegleitet (z. B. I2C/TWI, RS232) Die digitalen und analogen Eingaben werden im Controllersystem und in Abhängigkeit der Steuerungsaufgabe zu Ausgangssignalen verarbeitet (EVA Prinzip). Betriebssysteme und Netzwerktechnik Planung lokaler Netzwerke mittlerer Größe: Hierzu sind Kenntnisse über Topologien, Übertragungsmedien und Signalübertragung mit besonderem Schwerpunkt auf den Richtlinien der strukturierten Gebäudeverkabelung nach EN notwendig. Datenkommunikation im LAN: Der Einsatz von Switches und Routern im Netzwerk ist zu planen und deren Funktionalität ist zu erklären. Die Aufteilung in Teilnetze mittels Subnetting und/oder VLANs sind einzubeziehen, ebenso Switchingfunktionen wie Port-Security und Port- Trunking. Die Planung soll Firewallkonzepte und den Einsatz von WLAN berücksichtigen. Die Umsetzung der Planung bzw. die Konzepterstellung kann die Interpretation von Datenblättern (Produkt- oder Verfahrensbeschreibungen), ggf. auch in englischer Sprache, erfordern. Serverbasierte Dienste, insbesondere DNS, DHCP, File, Print und Web sind hinsichtlich ihrer Bedeutung, Funktion und ggf. Sicherheitsaspekten zu planen und zu bewerten. Datenbanken Für die Datenbankmodellierung ist von einer durchgängigen Handlungssituation auszugehen. Dabei sind Kenntnisse über das relationale Datenbankmodell, Beziehungstypen, Datenintegrität, Redundanz und Konsistenz notwendig. Die Erstellung von Entity-Relationship-Diagrammen größerer Komplexität (insbesondere Generalisierung oder Partitionierung) in einer gebräuchlichen Notation, die Normalisierung von Tabellen bis zur 3. Normalform und die Transformation von Entity-Relationship-Modellen in die zugehörigen relationalen Datenmodelle sollen als Schwerpunkte behandelt sein. Die Programmierung von Abfragen und Modulen erfolgt plattformunabhängig mit der Datenbankbeschreibungssprache SQL. Hierzu gehören insbesondere Abfragebefehle unter Nutzung von Aggregatfunktionen, Gruppierung, Inner-Joins, Outer-Joins, Unterabfragen (Subselects) und Mengenoperationen (Union, Intersect, Minus). Nur für den Dienstgebrauch! Seite 4 von 8

5 Ein weiterer Punkt ist die Behandlung von Sicherheitsaspekten beim Zugriff auf Datenbanken und die Absicherung von Daten im Hinblick auf den Datenschutz. Hier ist eine Kombination mit den entsprechenden SQL-Befehlen (revoke, grant) möglich. 3.2 Medien/Materialien Das Mikrocontrollersystem muss folgenden Mindestanforderungen genügen: 8 Bit Datenbusbreite ein digitaler I/O Port, bitadressierbar mit bitweiser I/O Zuordnung (alternativ sind byteadressierbare Ports verwendbar, wenn geeignete Maskiertechniken programmiertechnisch berücksichtigt werden). Das im Unterricht verwendete System kann in Teilen höheren Anforderungen gerecht werden. 3.3 Formale Hinweise Zur Vermeidung von Folgefehlern sind der Entwurf einer Problemlösung und die Kodierung einer Problemlösung in einer Teilaufgabe getrennt. Der Entwurf einer Problemlösung und deren Dokumentation als Struktogramm erfolgt in einer Teilaufgabe; die Kodierung schließt sich nicht auf der Basis des durch den Prüfling erstellten Struktogramms an. Die Kodierung erfolgt grundsätzlich in einer weiteren Teilaufgabe auf der Basis eines vorgegebenen Struktogramms. Netzwerkpläne sind gemäß EN50173 zu erstellen. Die Planung physikalischer und logischer Netz-Strukturen erfolgt grundsätzlich produktunabhängig. Die Prüfung erfolgt in schriftlicher Form. Der Einsatz eines Rechnersystems oder anderer Experimentierhilfsmittel ist nicht zugelassen. 3.4 Hinweise zu den Aufgabenstellungen Die Aufgaben in den zentral gestellten Prüfungen werden mit Hilfe von Operatoren formuliert. In der folgenden Tabelle werden die Operatoren definiert, durch Beispiele dokumentiert und den Anforderungsbereichen (AFB I, II und III) zugeordnet. Die konkrete Zuordnung erfolgt immer im Kontext der Aufgabenstellung, wobei eine eindeutige Trennung der Anforderungsbereiche nicht immer möglich ist. Spätestens in der Qualifikationsphase sollen die Operatoren in den Klausuren und schriftlichen Übungen verwendet werden, um die Schülerinnen und Schüler auf die Abiturprüfung vorzubereiten. Nur für den Dienstgebrauch! Seite 5 von 8

6 Operator AFB Definition Beispiel ermitteln I Ohne weitere Erläuterung aufzählen bzw. darstellen Ermitteln Sie, welche der folgenden IP-Adressen einem Host nicht zugewiesen werden kann. konvertieren/ umwandeln I Umwandeln von Systemen Konvertieren Sie die IP- Adressen in das binäre Format. nennen I Ohne weitere Erläuterung aufzählen Nennen Sie die Schichten des Vierschichtenmodells, auf dem TCP/IP basiert. berechnen/ bestimmen I, II Mittels Größenvorgaben eine informatische Größe unter Angabe des Rechenweges ermitteln Berechnen Sie den minimalen und maximal en Messwert, der nach AD-Wandlung dargestellt werden kann. beschreiben I, II Darstellen wesentlicher Merkmale Beschreiben Sie den Unterschied zwischen einer rekursiven und einer iterativen Abfrage. darstellen/ dokumentieren I, II Sachverhalte, Zusammenhänge, Methoden etc. strukturiert und gegebenenfalls fachsprachlich wiedergeben Stellen Sie dar, welche Aufgaben das TCP-Protokoll und welche Aufgaben das IP- Protokoll übernimmt. erstellen I, II Darstellen von Sachverhalten oder Werten in vorgegebener Form überführen I, II Darstellung in eine andere Darstellungsform bringen Erstellen Sie für die folgende Situation eine statische Routing-Tabelle. Überführen Sie das ER- Diagramm in ein Relationenmodell. Nur für den Dienstgebrauch! Seite 6 von 8

7 Operator AFB Definition Beispiel ergänzen II Einer gegebenen Struktur weitere Bestandteile hinzufügen Ergänzen Sie die gegebene Tabelle. erläutern/ erklären II Herausstellen von Ursachen und Zusammenhängen Erläutern Sie, was die Firma vor dem Hintergrund des Datenschutzgesetzes zu beachten hat. begründen II, III Sachverhalte auf Gesetzmäßigkeiten bzw. kausale Zusammenhänge zurückführen Begründen Sie Ihre Auswahl der Netzwerkkomponenten. bewerten/ beurteilen II, III Sachverhalte, Gegenstände, Methoden oder Ergebnisse an Beurteilungskriterien oder Normen und Werten messen Bewerten Sie die Maßnahmen zur Absicherung des Netzwerkes gegen Angriffe aus dem Internet. konfigurieren II, III Zusammenstellen oder Aktivieren von Komponenten Konfigurieren Sie in einem DHCP-Bereich die Optionen für DHCP-Clients. untersuchen/ analysieren II, III Sukzessives Überprüfen von Einzelfällen Untersuchen Sie in folgendem Szenario das Problem der gegebenen Subnetzmaske. entwickeln II, III Zusammenstellen einzelner Sachverhalte oder Anweisungen zu einem funktionalen Block vergleichen II, III Gegenüberstellen von Ergebnissen oder Objekten Entwickeln Sie eine Funktion. Vergleichen Sie die binären Formate mit Hilfe von AND mit der Subnetzmaske. Nur für den Dienstgebrauch! Seite 7 von 8

8 Operator AFB Definition Beispiel planen/ entwerfen III Zusammenstellen von Funktionalitäten unter Berücksichtigung vorgegebener Daten Planen Sie ein Netzwerk für ein Unternehmen. überprüfen III Aktuelles mit Vorgaben vergleichen Überprüfen Sie mittels geeigneter Befehle den Status der aktuellen NetBIOS over TCP/IP-Verbindungen. 4 Bearbeitungszeit für die schriftliche Abiturprüfung Es gelten die Vorgaben der APO-BK, 17 (2) Anlage D. Die Bearbeitungszeit beträgt 255 Minuten. 5 Hilfsmittel Ein aktuelles Standard-Tabellenwerk Graphikfähiger Taschenrechner (GTR) oder Computeralgebrasystem (CAS) Hinweis: Aufgabenstellungen für die Bearbeitung mit einem GTR oder CAS werden so gestaltet, dass sich bei der Benutzung eines CAS keine nennenswerten Vorteile gegenüber der Nutzung eines GTRs ergeben. Alle Systeme sind vor der Prüfung in den Zustand zu versetzen, der einen Zugriff auf andere Programme/Apps, eigene Dateien, Internet oder Netzwerke aller Art nicht ermöglicht Datenblätter des in der Schule eingesetzten Mikrocontrollersystems (von der Schule bereitzustellen) 6 Hinweise zur Aufgabenauswahl durch die Lehrkraft/ den Prüfling Eine Aufgabenauswahl ist nicht vorgesehen. Die schriftliche Abiturprüfung besteht aus drei voneinander unabhängig lösbaren, gleichgewichtigen Aufgaben aus den Schwerpunktbereichen Netzwerktechnik, Mikrocontrollertechnik und Datenbanken. Die Aufgabenstellungen sind in der Regel hinsichtlich der Lösungen offen formuliert. Nur für den Dienstgebrauch! Seite 8 von 8